Азот массой т=5 кг, нагретый на ΔТ=150 К, сохранил неизменный объем V. Найти: 1)

Азот массой т=5 кг, нагретый на ΔТ=150 К, сохранил неизменный объем V. Найти: 1) количество теплоты Q, сообщенное газу; 2) изменение ΔU внутренней энергии; 3) совершенную газом работу А. Назовите известные Вам изопроцессы и объясните их смысл и различия. Дано: N2 т=5 кг ΔТ=150 К V= const 1) количество теплоты Q, сообщенное газу; 2) изменение ΔU внутренней энергии; 3) совершенную газом работу А.

Количество теплоты Q, сообщенное газу равно
Q=cVm∆T,
где cV=i2Rμ-удельная теплоемкость газа при постоянном объеме,
тогда
Q=i2Rμm∆T,
где i=5-степень свободы движения для двухатомного азота,
μ=0,028кгмоль-молярная масса азота,
R=8,31Джмоль∙К-газовая постоянная.
Q=52∙8,31Джмоль∙К0,028кгмоль∙5[кг]∙150[K]=556 кДж
изменение ΔU внутренней энергии равно
ΔU=i2∙mμ∙R∆T
ΔU=52∙5[кг]0,028кгмоль∙8,31[Джмоль∙К]∙300[K]=556 кДж
3) совершенная газом работа А равна
A=P∆V
При изохорном процессе объем не изменяется, тогда
∆V=0, A=0
Ответ: Q=556 кДж; ΔU=556 кДж; А=0
Существует три вида изопроцессов.
1. Изотермический процесс идёт при постоянной температуре газа: .
в ходе изотермического процесса произведение давления газа на его объём остаётся постоянным:
 
Данное утверждение называется законом Бойля — Мариотта.
откуда
 
в изотермическом процессе давление газа обратно пропорционально его объёму.

Чем выше температура, тем выше изотерма
2. Изобарный процесс идёт при постоянном давлении газа: .
По закону Гей-Люссака:
 
откуда при постоянном давлении газа его объём прямо пропорционален температуре:
 

Чем ниже изобара, тем больше давление
3. Изохорный процесс идёт при постоянном объёме газа: .
По закону Шарля:  
Откуда  при постоянном объёме газа его давление прямо пропорционально температуре:  
12319012382500
Чем ниже изохора, тем больше объём